为缓解高速公路交通拥堵,降低机动车能耗和排放,交通运输部于2019年取消省界收费站,由原先人工半自动收费（Manual Toll Collection,MTC）、电子不停车收费（Electronic Toll Collection,ETC）并存的收费系统变为ETC为主、MTC为辅的收费系统。目前对于ETC车道设置后的影响分析大多是从交通流量、行程速度和通行能力等角度出发,而以机动车排放角度的研究,以及评价ETC车道设置对排放影响的相关研究较少。本文通过对MTC车道、ETC车道的机动车尾气排放模型的研究,建立了机动车尾气排放的量化方法,从交通环境角度评价北京市ETC的推广这一交通政策,为最大程度的控制和降低机动车尾气排放提供理论依据。为实现上述目标,本文首先预处理了车载型GPS设备采集到的在两种收费车道（MTC与ETC）的轻型车行驶工况数据,以及车载尾气检测法（Portable Emission Measurement System,PEMS）采集到的轻型车排放测试数据。然后,将采集的工况数据与排放数据,基于机动车比功率（Vehicle Specific Power,VSP）的尾气排放测算理论,分别建立了轻型车工况分布和VSP区间排放率。其次,分析了排放率的影响因素以及MTC与ETC车道的工况分布特征,重点比较了轻型车在不同平均速度和延误时间下工况分布的差异,发现按延误时间聚类VSP比按平均速度聚类更能体现收费系统车辆运行特征,且MTC上游、下游工况分布存在显著性差异,ETC上游、下游工况分布差异不大,并比较了MTC车道、ETC车道轻型车基本排放因子的差异。发现在收费站研究范围内（上下游各200m）,CO₂、CO、HC、NOx平均分别有36.4%、31.5%、38.2%、30.7%的减排量。再次,用延误时间的长短来衡量交通需求的大小,应用M/G/K排队模型计算不同交通需求下的延误时间,通过延误时间实现排队模型和排放因子延误修正模型的对接,建立了上下游不同延误时间影响下MTC车道轻型车的延误修正模型DCF-MTC,以及在不同延误时间影响下ETC车道轻型车的延误修正模型DCF-ETC,并进行了模型检验。最后,设计了算例,结合M/G/K排队模型和延误修正模型评估了北京市取消省界收费站后轻型车的排放变化。结果表明,当改造7条MTC车道为ETC车道、通过ETC车道的交通流量由20%变为95%,且平均每个收费站轻型车总交通需求为13195pcu/d时,在收费站研究范围内,预计8个省界收费站全年减少618.33吨的CO₂、1.31吨的CO、0.18吨的HC、0.05吨的NOx,对应的减排比例分别为19.7%、21.0%、22.3%、16.0%,它将随着交通需求的增加而提高。